بررسی تجربی رفتار حدی پدیده کاویتاسیون حول استوانه با اندازه‌های مختلف در تونل کاویتاسیون سرعت بالا

Abstract

برای بررسی رفتارهای حدی پدیده جریان کاویتاسیون حول استوانه مدور در تونل کاویتاسیون سرعت بالا، استوانه هایی با قطرهای مختلف از جنس استیل ساخته شده اند که قطر آنها 10، 15 و 20 میلی متر می باشد. با تعبیه دو سوراخ راه بدر محوری و شعاعی و نصب فشارسنج، فشار پشت مدل به ازاء اعداد مختلف کاویتاسیون اندازه گیری می شود. قبل از ایجاد حالت شفاف نقره ای در پشت مدل، نوسان فشار پشت مدل شدید بوده و بعد از ظاهر شدن حالت مذکور، شدت نوسان کاهش یافته و طول حباب بشدت افزایش می یابد. نوسان طول بصورت نامنظم و تصادفی اتفاق می افتد. فشار حدی کمینه برای تمامی مدلها تقریبا یکسان و برابر 13500 نیوتن بر مترمربع می باشد و همچنین با افزایش فشار اولیه، مقدار فشار حدی تقریبا ثابت است. وقتی طول حباب کاویتاسیون کوتاه است، نشر گردابه ها بر اساس الگوی ون- کارمن بصورت منظم رخ می دهد. در حالت سوپرکاویتاسیون صدای انهدام برای استوانه با قطر 20 میلی متر بسیار شدیدتر از مدل 10 میلی متر است. با کاهش قطر مدل، عدد کاویتاسیون کمینه بشدت کاهش می یابد. عدد کاویتاسیون کمینه، بترتیب برای مدل 10 و 20 میلی متری برابر با 0.125 و 0.49 می باشد. نتایج حاکی از آنست که اختلاف عدد کاویتاسیون کمینه میان محاسبات تئوری و آزمایشگاهی تقریبا 14% می باشد.